本发明公开了一种凹槽式的硅纳米晶存储器及其制作方法，该硅纳米晶存储器包括：刻蚀硅衬底表面而形成的凹槽；形成于该凹槽之中的硅纳米晶存储器的主体结构，该主体结构自下而上依次包括隧穿氧化层、硅纳米晶和栅间氧化层；覆盖于该硅衬底的凹槽区域之上的多晶硅栅；以及形成于该凹槽两侧硅衬底之中的源极和漏极。利用本发明，只需要在衬底上先刻蚀一个凹槽，再在凹槽上制作器件，方法简单，而且与传统CMOS工艺完全兼容，器件存储特性好，可靠性高，非常适合大规模生产的广泛应用，可以彻底避免外围器件制作过程中笑脸效应对硅纳米晶的氧化，使得器件的存储特性等到保证。